Elektrisk Generator (52 Fotos): Funktionsprincippet For En Elektrisk Strømgenerator, Typer, Hvad Den Består Af Og Hvordan Man Vælger

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 05:31

At vide alt om elektriske generatorer er ikke kun nødvendigt for ingeniører, produktionsarrangører og forskellige ledere, som de normalt tror. Kendskab til princippet om drift af en elektrisk strømgenerator er en grundlæggende generel kulturel viden om den moderne verden. At forstå typerne af generatorer, hvad de består af, hvordan man vælger en enhed, kan forbedre dit eget liv betydeligt og garantere komfort, selv ved et pludseligt strømafbrydelse.

Skabelsens historie

Det er umuligt at sige præcis, hvilke specialister der opfandt elgeneratoren - mange ingeniører og elingeniører har arbejdet med det i årtier. Arbejdet med en sådan teknik fortsætter selv i det 21. århundrede, hvor der tilsyneladende ikke kan tilføjes noget væsentligt . Et afgørende skridt i retning af oprettelsen af en generator var opdagelsen af interaktionen mellem det elektriske felt og magnetnålen i 1820. Efterhånden var det muligt at opdage, at en elektrisk strøm kun opnås i et magnetisk felt i bevægelse, eller når en leder bevæger sig i det. Æren for en sådan opdagelse deles af Anjos Yedlik (Østrig, 1827) og Michael Faraday (England, 1831).

Selvom den første var en ungarsk videnskabsmand, var hans britiske kollegas indsats meget mere berømt . Det var ham, der grundigt og omfattende undersøgte elektromagnetisk induktion og ikke bare forsøgte at skabe en bestemt mekanisme. Derudover var Yedlik kun i stand til at flytte fra prototyper til en fuldgyldig dynamomaskine først i 1850'erne. Men Michael Faraday skabte en elgenerator (selvom den stadig er ufuldkommen) tilbage i 1831. Dynamomaskiner var historisk den første type, men på grund af kommutationens størrelse og kompleksitet forlod de scenen.

Året for opfindelsen af den første elektriske maskine i Rusland er 1833. På samme tid opdagede Emmanuel Lenz systemernes reversibilitet - ét apparat kan bruges både til generation og som en elektrisk motor.

Men arkaisk livegenskab tillod ikke at drage fordel af lovende udvikling, og snart gik prioriteten uigenkaldeligt til de industrielt udviklede stater . Indtil 1851 blev alle generatorer kun fremstillet med permanente magneter; i de næste 16 år var det muligt at øge effekten på grund af simple elektromagneter. I årene 1866-1867 præsenterede flere udviklere på én gang elektriske maskiner med selvopspændte magneter.

Generatoren til den belgisk-franske opfinder Zenob Gramm, bygget i 1870, blev først udbredt til industrielle formål . Da dieselmotoren kom med, fandt en uidentificeret udvikler ud af, hvordan den kunne bruges som generator. Allerede i 1920'erne begyndte dieselgeneratorer at blive brugt aktivt i industrien. Forskning foretaget af fysikere i 1940'erne førte til oprettelsen af magnetohydrodynamiske generatorer. Men sådanne systemer kan udelukkende bruges på store kraftværker, der er ingen udsigt til deres hjemmebrug.

Enhed og funktionsprincip

Enhver elektrisk generator konverterer en mekanisk impuls til en elektrisk strøm. Det opnås ved at vride en trådspole placeret i et magnetfelt. Spolen er opdelt i to hoveddele: en stift fast magnet og en trådramme. Begge spoleender er mekanisk forbundet med en slipring, der glider på kulbørsten. Denne børste leder en elektrisk strøm.

Generatorens funktionsprincip indebærer også, at den puls, der genereres af den roterende del, går til den indre kontaktring . Dette sker præcis i det øjeblik, hvor en del af rammen passerer nær magnetens nordkant. Vekselstrømskilden fungerer normalt efter princippet om den såkaldte stærkstrømgenerering.

Den har kun en magnet, men den bevæger sig rundt i flere viklinger. Det er værd at overveje, at bilgeneratoren er arrangeret noget anderledes.

Det begynder at virke, når tændingssystemet startes . I dette øjeblik bevæger strømmen sig gennem glidringene til børstesamlingen og til excitationssystemet. Der genererer han et magnetfelt. En rotor forbundet til krumtapakslen genererer elektromagnetiske svingninger. En vekselstrøm induceret strøm genereres ved tilbagespolingsterminalen. Drejefrekvensen for den selv-ophidsede generator stiger op til et vist niveau, og derefter udløses ensretteren.

Selvom det grundlæggende princip for den nuværende generation er interaktionen mellem magnetfeltet, rotoren og statoren, kan forskellige mekaniske energikilder rotere en bevægelig del. De kan være:

• strømmende vand;
• varm damp;
• vind;
• forbrændingsmotorer.

Den synkrone type generator udmærker sig ved sammenfaldet af torsionsfrekvenserne for statorer og rotorer. En permanent magnet bruges som rotor. Når enheden startes, begynder rotoren at generere et svagt felt. Så snart revolutionerne stiger, begynder en stor elektrisk kraft at blive genereret. Pulsen passerer gennem spændingsregulatoren og sendes til det elektriske netværk.

Det synkrone kredsløb gør det muligt at stabilisere parametrene for den udsendte strøm. Der er dog stor sandsynlighed for elektrisk overbelastning. Derudover skal børstesamlingen serviceres, og det øger straks forbrugeromkostningerne.

Asynkrone modeller kører kontinuerligt i en decelerationstilstand. Rotoren drejer på forhånd, og dens orientering falder sammen med orienteringen af magnetfeltet genereret af statoren. Rotorer kan være enten fase- eller egern-burversion.

Magnetfeltet i asynkrone enheder kan ikke justeres . Derfor bestemmes frekvensen og strømstyrken af strømmen direkte af apparatets omdrejninger. I de seneste årtier har elektrokemiske generatorer, der genererer hydrogenbaseret strøm, spillet en væsentlig rolle. De forsøger at blive brugt i biler, men hidtil har det ikke været muligt at forskyde forbrændingsmotoren. En anden version af generatoren - solbatteriet fungerer ved hjælp af den fotoelektriske effekt.

Visninger

Ved autonomi

Ekstremt autonom type - det er manuelle kraftværker. I dem opnås mekanisk bevægelse på grund af operatørens muskelstyrke. Jo da, der er ingen grund til at regne med høj produktivitet og langsigtet drift . Men du kan trygt få strøm i enhver situation, når du hverken kan bruge brændstof eller vind- eller vandenergi. Derfor kan sådanne generatorer inkluderes i nødsituationer på fly, der bruges i nødsager af ekspeditioner, militæret og så videre. Betinget autonome elektromagnetiske enheder - på et benzindrev.

Efter antallet af faser

Der er enfasede og trefasede enheder. I huse og lejligheder er trefaset strømforsyning sjældent påkrævet. Undtagelsen er gamle motorer, varmeelementer til en sauna og lignende udstyr.

Tilslutningen af enfasede forbrugere til en trefasegenerator bør udføres i henhold til reglen om ensartet distribution.

En simpel tommelfingerregel siger: Hvis netværket forbruger 20 kW eller mindre, er der lidt mening i tre faser.

Efter driftsmåde

De anvendte hovedindretninger er designet til at fungere kontinuerligt. De kører normalt på diesel, selvom der er undtagelser. Sådant udstyr kan levere strømforsyning døgnet rundt, og det er det, der er installeret i store kraftværker og termiske kraftværker . Standby generator modeller er designet til nødsituationer (når strømforsyningen pludselig er afbrudt). Også arbejdet foregår undertiden uden afbrydelse, men kun i et par timer.

Efter anvendelsesområde

Generatorer til husholdningsbrug findes i en bred vifte. Næsten alle leverer enfaset strøm. Normale værdier er 220 V, 50 Hz. De mest kraftfulde husholdningsapparater bruges endda til svejsning samt til at drive små værksteder og biltjenester.

Vigtigt: muligheden for anvendelse til svejsning skal specificeres i dokumentationen - ellers er risikoen meget høj.

Til produktionsformål er der brug for kraftfulde stationære elektriske generatorer. De bruges også til:

• store byggeprojekter;
• mikrodistrikter;
• solide sommerhusbebyggelser;
• havne;
• jernbanestationer;
• hospitaler;
• uddannelsesinstitutioner;
• kontorcentre.

Klassificering af husholdningsapparater

Benzin

Systemer drevet af vind eller strømmende vand findes kun i mere eller mindre store kraftværker. Det er ikke så let at bruge dem i mark (vandre) forhold og endda bare derhjemme. Dette gælder især for vandgeneratorer. Hvad angår termiske kraftværker til privat brug, kører de næsten altid på benzin og afgiver begrænset effekt, enheder mere kraftfulde end 20 kW findes sjældent . Normalt bruger de AI-92 benzin, brug af AI-76 og AI-95 er kun mulig lejlighedsvis, og selv da anbefales det ikke.

Diesel

Installationer, der kører på diesel, producerer nogle gange op til 3 MW strøm. De vil levere energi selv til en stor ferieby med garager og lignende infrastruktur.

Dieselgeneratorer fås i et mobilt eller stationært design. Sortimentet af sådanne produkter er meget stort og dækker naturligvis ethvert behov.

Selv relativt svage modeller er egnede til at levere strøm til svejsemaskiner.

Producenter

Moderne elektriske generatorer fremstillet i Rusland udfordrer uden tvivl udenlandske produkter. De mest populære mærker er:

• "Svarog";
• "Kaliber";
• Energomash;
• Energo.

Sortimentet af russiske leverandører omfatter både husholdningsversioner med en effekt på 1000-2000 W og seriøse semi-industrielle prøver med en effekt på op til 5000 W . Endelig er der endnu betydeligt mere kraftfulde modeller, der vil hjælpe bygherrer og produktionsarrangører. En række generatorer produceret i Den Russiske Føderation er udstyret med avanceret kontrol- og overvågningselektronik, der overvåger de tekniske parametre. Der er dog også enklere versioner - som er meget mere stabile under vanskelige forhold. Endelig vil russiske virksomheders produkter helt sikkert være tilgængelige for forbrugerne.

Husholdningssegmentet er f.eks. Repræsenteret ved modellen EG-87220. Det har en 14-måneders proprietær garanti. En brændstoftank med et volumen på 15 liter er i de fleste tilfælde tilstrækkeligt, men autostart leveres ikke.

Den højeste effekt når 2200 watt. Driftsspænding - forventet 220 V.

Fremragende generatorer leveres også af det franske firma SDMO . Generelt er det en af verdens førende inden for produktion af elektriske generatorer af forskellige typer og kapaciteter. Du kan let finde et SDMO -benzinkraftværk, der kan løse næsten enhver tænkelig opgave. De tilbyder attraktiv ydelse. Sortimentet af den franske koncern omfatter modeller med specielle stel, der dæmper vibrationer. Udstyret med fremragende elektroniske komponenter.

Opmærksomheden henledes på K10M -modellen . Den giver 230 V spænding og styres fra fjernbetjeningen. Der er en effektafbryder, der kan fungere ved - 30 grader. Der er installeret et antivibrationssystem på rammen. Der er også en 12V opladningsgenerator.

Konkurrerende virksomhed Caiman trådte relativt for nylig ind på det russiske marked . Imidlertid har hun allerede formået at demonstrere fordelene ved sine produkter så overbevisende som muligt. Dens modeller er designet til minimal støj, og de kan installeres sikkert selv inde i huset. Alle generatorer af dette mærke opfylder de højeste miljøstandarder. Selvfølgelig indeholder Caiman -serien enheder med forskellige kapaciteter og størrelser.

Dette mærke kan prale af Expert 3010X -modellen. Den har en avanceret luftkøling. Kamakslen anvender et forbedret kædedrev.

Filteret sikrer, at generatoren starter selv på ekstremt støvede steder. Automatiseringen vil sikre, at start uden olie ikke er mulig. Det er også værd at bemærke:

• et par afsætningsmuligheder beskyttet mod fugt;
• garanti for batterilevetid op til 210 minutter;
• tankevækkende køleudstyr;
• et fremragende børsteløst system, der ikke kræver sofistikeret vedligeholdelse.

Den tyske producent Endress indtager en meget god position på markedet. I Tyskland selv, som allerede siger meget, er dets enheder ekstremt populære. Virksomheden anvender aktivt avancerede komplekse løsninger. Som med tidligere leverandører omfatter sortimentet hele sortimentet af strømforsyningsmuligheder. Effekten af hoveddelen af modellerne varierer fra 1500 til 9000 W. Næsten alle Endress -enheder kan levere 220 og 380 V.

Et godt eksempel er ESE 404 YS Diesel . Denne version er værdsat for sin pålidelighed og lave brændstofforbrug. Enhedens effekt når 3,9 kVA. Enfasegeneratorens spændingsværdi er 230 V. Den elektriske beskyttelse er IP23.

Når vi taler om tyske leverandører, ville det være tåbeligt at ignorere et andet populært mærke - Fubag . Dens kraftgeneratorer er af samme kvalitet som i det mindste det mere kendte svejseudstyr. Fubag -specialister bekymrer sig ikke kun om de tekniske egenskaber, men også om det originale design, hvilket gør det lettere at servicere. Generatorerne af dette mærke tilhører formelt den professionelle kategori. De bruges dog ikke mindre med succes i den private sektor.

Det åbne enfasede kraftværk DS 16 A ES leverer op til 13,6 kVA strøm ved hjælp af en 51 liters tank. Der er luftforvarme.

Designerne tog sig af overbelastningsbeskyttelse, niveauet for elektrisk modstand er IP23. Den firecylindrede installation giver en strøm på 54 A. Ved en belastning på 75%fungerer enheden op til 10 timer.

Russiske forbrugere har længe sat pris på fordelene ved Resanta -mærkes kraftgeneratorer. De får ros for:

• højteknologiske detaljer;
• brugervenlighed;
• fremragende forhold mellem vægt og effekt;
• udgangsspændingens stabilitet.

I sortimentet skiller BG 4000 R -modellen, der kører på benzin, sig ud. Effekt - 3 kW, brændstofklasse - AI -92. Det synkrone børstesystem fungerer upåklageligt, oplysningerne bringes til brugeren af displayet. Tændrørsnøgle, knap er inkluderet i sættet. Faktisk udføres produktionen i Kina.

Blandt de kinesiske virksomheder skiller ELITECH -mærket sig positivt ud . I vores land har han været kendt siden 2008. Sådanne generatorer er ikke kun af høj kvalitet, men også uhøjtidelige og alsidige. ELITECH -produkter bruger de nyeste teknologier, og derfor formåede virksomheden at skubbe mange tidligere markedsledere til side. Gasgeneratorer i dette firma kendetegnes ved en kombineret start, de kan laves i en stationær eller mobil form.

Et eksempel på en simpel husholdningsgenerator er BES 950 R . Med en tankvolumen på 4, 4 liter giver den en strømstyrke på 2, 8 A. Start sker i manuel tilstand. Automation overvåger oliestanden og slukker enheden efter behov. Hovedventilens totaktsmotor har en enkelt luftkølet cylinder. Lydstyrken når 56 dBA. Norske elproducenter fortjener ikke særlig omtale, i modsætning til mærker:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Ranger.

Hvordan vælger man?

At købe en "bare stille" enhed er ikke helt rimeligt. Samt den mest kraftfulde enhed. Først og fremmest skal du beslutte, til hvilket formål generatoren skal bruges:

• i sæsonbetonet strømforsyning;
• som backup -sikkerhedsnet;
• som en nødløsning;
• som en permanent energikilde.

For turister, jægere, fiskere og en del af kommercielle forbrugere er det mere korrekt at vælge en mobil generator. Han vil også passe sommerboere. Men enhedens kraft er kritisk. Det skal være afbalanceret: en svag teknik vil ikke "trække" opgaven ud, og en alt for stærk teknik vil spilde ressourcer.

Bestemmelse af den nødvendige indikator hjælper med at tage højde for startstrømskoefficienten samt opdeling af enheder i vigtige og ikke særlig vigtige (støvsugere, vaskemaskiner, strygejern, mikrobølgeovne er ikke nødvendige at tilføje).

Antallet af faser er også meget relevant. Kun enfasede apparater kan drives fra en enfaset generator. Til husholdnings- og forstæder er dette imidlertid ikke for vigtigt. Der skal tages trefasede modeller for at udstyre byggepladser, industrielle virksomheder og deres individuelle værksteder. Vigtigt: de afgiver ikke mere end 1/3 af strømmen pr. Fase.

Et andet vigtigt aspekt er det anvendte brændstof . Benzinmodellen giver dig mulighed for at levere strøm til huset i tilfælde af periodiske fejl. Disse enheder er kompakte, relativt lette og har lidt støj. De bruges aktivt af små kommercielle virksomheder - både produktion og handel. Dieselmodifikationer er dyre, larmer meget, men de afgiver meget strøm og kan fungere i lang tid uden afbrydelse. Modeller er værdifulde, hvor elnet mangler som klasse.

Dual-fuel versioner vil være mere økonomiske og mere alsidige end andre. De kører normalt på benzin og gas, og det er let at skifte.

Ballon flydende gas er betydeligt billigere end benzin . Denne tilstand er endnu mere fordelagtig, når den er forbundet til en motorvej. Asynkrone enheder er designet til strømforsyning i det fri, de bør også bruges til særligt fugtige rum.

Problemet er imidlertid, at børsteløse generatorer ikke ved, hvordan de skal levere fejlfri strøm af høj kvalitet med en optimal sinusbølge. Husholdningsapparater og computere drives bedst af synkrone enheder. Selv modtagelighed for støvskader er begrundet i de stabile parametre og høje strømegenskaber. En kobbersviklet generator er dyrere, men den leder varme meget bedre og har fremragende effekt. Derudover skal du være opmærksom på:

• tilstedeværelsen af et AVR -system (uden det kan strømstød bryde telefoner, tablets og bærbare computere);
• manuel eller elektrisk type starter;
• tilstedeværelsen af en mulighed for automatisk at starte (og nogle gange stoppe)
• lukket eller åben kasse (den første mulighed er mere stabil og pålidelig, men den kan overophedes);
• nedtælling af motortimer (muliggør rettidig vedligeholdelse);
• brændstofforbrug;
• anmeldelser;
• leverandørens servicemuligheder.